(作者:刘生国,正高级工程师,投身水电事业26年,中国电建集团优秀项目经理,湖南省优秀总监理工程师,所监理的工程荣获10项国家和省部级奖项。)
1.前言
2023年9月,习近平总书记在黑龙江考察调研期间首次提到“新质生产力”,2024年1月31日习近平总书记在中共中央政治局第十一次集体学习时强调,要加快发展新质生产力,扎实推进高质量发展。总书记指出,“新质生产力就是绿色生产力”,同时还指出“发展新质生产力”要及时应用科技创新成果,要大力发展数字经济。
当前工程监理行业在发展过程中面临着多方面的困境:首先是人才短缺,随着抽水蓄能工程的集中开工建设,对工程监理人员的需求不断增加,但高水平的专业人才却相对稀缺,这不仅影响了工程监理项目的质量和效率,也限制了行业的整体发展;其次是收益空间有限,由于市场竞争激烈和监理服务费用的透明度较高,工程监理企业的利润空间相对较小。加之人力资源成本逐年增加,对监理企业的发展带来了较大的制约;此外,对抽水蓄能电站工程监理而言,由于工程建设周期长、工程建设点多、面广,地质条件复杂多变,工程安全质量管控难度大。加之当前抽水蓄能工程建设领域危险作业岗位的自动化、智能化水平仍然较低,重大安全隐患的智能监测、预测、预警等技术相对落后,普遍存在从业人员劳动强度大、效率低、安全生产压力大等问题。
因此,为了破解监理行业的困境,急需优化和改变传统的监理模式。数字化、智能化作为工程建设行业新质生产力的最新发展方向,已经成为不可逆转的潮流,监理行业也应逐步向数智化转型。这一转型不仅是对传统监理模式的优化和升级,更是对监理工作理念、方法和手段的全面革新。数智化的发展将推动监理行业向更加高效、智能、精准的方向迈进
。
2.监理行业数字化、智能化的转型发展
监理数智化融合了信息技术、大数据、人工智能等先进技术,旨在提升监理工作的效率、准确性和智能化水平。在数智化转型的过程中,监理行业将充分利用信息技术手段,构建智能化的监理平台。这个平台将集成项目管理、质量控制、安全监督、进度跟踪等功能于一体,实现监理工作的全面数字化和智能化。通过平台,监理人员可以实时获取项目现场的各类数据和信息,进行远程监控和在线管理,大大提高了监理工作的效率和准确性。
同时,数智化转型还将推动监理行业的数据分析能力的提升。借助大数据和人工智能技术,监理企业可以对项目数据进行深度挖掘和分析,发现潜在的问题和风险,为项目管理提供有力的数据支持。通过数据分析,监理企业还可以对项目的质量、安全、进度等方面进行全面评估和优化,提升项目的整体效益和水平。此外,数智化转型还将促进监理企业积极引入新技术、新方法和新工具,推动监理工作的智能化和自动化水平不断提升。
数字化转型可以分为三个阶段:信息化、数字化和智能化。信息化是数字化的起点,也是最基本的阶段;数字化是信息化的延伸和深化,通过数字化,可以实现业务的自动化和智能化,提高生产效率和服务质量,降低成本和风险;智能化是数字化转型的最高阶段。通过智能化,可以利用先进的数据分析、机器学习和人工智能技术,实现对大规模数据的深度挖掘和智能应用,为企业提供更精准的决策支持和预测能力
3.中南公司的数字化之路
中南公司2020年开始监理数字化转型的探索,目前已经在全部监理项目实现了监理数字化信息系统的上线运行。2024年中南公司加快了数字化转型的脚步,依托中南院研发中心,目前已经研发并在部分监理项目部署应用了监理旁站机器人,地质AI工程师等数智化设备、系统。
1)监理数字化信息系统
针对目前监理项目“点多、面广、线长”,项目人员流动大,项目多、分散,管控难度大等特点,建立了监理数字化信息系统。围绕企业管理和生产管控两个层面,推进项目管控、资源管理、客户服务以及知识管理的数字化、网络化、集成化;实现信息处理数字化、信息组织集成化,信息传递网络化,业务管理流程化。
图 1 中南公司监理数字化管理信息系统
2)监理旁站机器人
针对抽水蓄能电站施工作业面大、场地范围广、施工工序繁杂、长时间进行质量、安全管控难度大等问题,基于人工智能、机器视觉、物联网感知,AI识别等先进技术,对“人、机、料、法、环”等施工现场五大要素进行智能管控,打造通用质量、安全管控系统。
该系统能够对对施工现场的安全文明施工以及混凝土浇筑、养护等进行全天候不间断监控。实现“发现问题-警告-处理的闭环管理”。从而较大的提高监理服务质量以及监理工作效率。目前该系统已应用于河北易县抽水蓄能电站大坝混凝土面板浇筑,初步试用效果较好。
图2 监理旁站机器人
3)地质AI工程师
针对地下工程开挖、支护、衬砌、灌浆等工序交叉作业,施工干扰大,施工物资和设备种类繁多,工程质量管控难度大的特点,研发了地质AI工程师。
地质AI工程师基于三维重建技术和人工智能技术,实现实时采集工程场景、快速建立实景复原模型、AI识别工程场景中不同地质要素、基于三维实景模型进行块体自动切割以及稳定性计算,以及基于点云体积对三维模型的超欠挖工程量进行智能分析等功能。
地质AI工程师的应用将实现工程场景的电子留档、解决现场地质编录的作业效率低和精度差等问题、解放现场人员需要人工编录的问题并提升编录质量与精度,同时通过三维模型与工程结合,提供了精度更高、数据准确的超欠挖分析方法以及搜索场景中块体并结合地质条件计算块体稳定性的智能分析方法,保障施工过程中的工程进度和工程安全。目前该系统已经在甘肃黄龙抽水蓄能电站试运行。
图3 地质AI工程师
4)大坝进度智能管控系统
基于高清摄像头和无人机,研发了大坝进度智能管控系统:(1)基于无人机的全自动三维重建系统,实时形成大场景高精度模型,构建工程信息模型;(2)基于实景模型的料场开挖、大坝填筑等体积测算,施工区域智能分析与三维可视化;(3)基于计算机视觉技术,实现物料量智能统计、非法出入料场的自卸车等车辆进行监管;(4)作业面施工人员、机械设备投入数量自动统计与分析;(5)施工进度提前/滞后原因分析,智能提供资源优化配置建议。
图4 大坝进度智能管控系统
5)降尘除味智能装备
针对各类洞室钻爆法施工中粉尘排出效率低、有毒有害气体危害大的现状,研发了除尘除味智能设备,能够实现快速降尘,高效除味,从而缩短放炮间隔时间、减少环境危害,极大提高施工效率。该设备能够实现爆破粉尘捕获、爆破异味消除、智能监测预警以及实时远程控制,可将通风时间缩短 1 h 以上,出渣时间可提前至少30 min ,放炮频次也相应增加。
图5 降尘除味智能设备
4.结语
中南公司在数字化、智能化做了积极的探索,也取得了一些成果。中南公司始终坚持科技创新、管理创新,将进一步拓展监理数智化工作范围:比如工程监理大数据平台(法律法规、标准规范、监理规划细则、施工方案及工艺等)、锚杆工程质量智能管控系统、混凝土工程质量智能管控系统等,以此进一步提升监理工作效率与服务质量,全面实现项目建设全生命周期数智化管控,助力我国抽水蓄能建设高质量发展。